Динамика плазмы в диодах сильноточных генераторов

• Автор: Калинин, Юрий Григорьевич
• Шифр специальности: 01.04.08
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 136 с. : ил

Оглавление
Введение

Глава 1. Сильноточный генератор "Мираж"

Глава И. Новые диагностические методы

II. 1. Сильноточные вакуумные диоды для регистрации мощных

импульсов мягкого рентгеновского излучения

11.2. Рентгеновские электронно-оптические преобразователи с

МКП - катодами

И.З. Методика зондирования сильноточного диода ИК-излуче-

нием с длиной волны 5.23 мкм

11.3.1. Параметрическое преобразование частоты вверх и его использование для визуализации ИК-изображе-

11.3.2. Лазер на парах рубидия
11.3.3. Регистрация теневых изображений диодной плазмы в
ИК лучах
11.3.4. Хронография ИК излучения с помощью ППЧ вверх
II.4. Измерение распределения концентрации газа в легких лайнерах
Глава III. Нагрев тонких фольг сфокусированным электронным пучком
на установках "НПР-2М" и "Ангара-1"
III. 1. Измерение излучения плотной плазмы анодной фольги и
определение температуры фокального пятна
111.2. Ускорение ионов из плазмы анодной фольги, нагреваемой

Глава IV. Исследования фокусировки электронного пучка и динамики
плазмы в сильноточном фокусирующем диоде
IV. 1. Постановка задачи и электротехнические параметры установки
ГУ.2. Исследования пространственно-временных характеристик
взаимодействия электронного пучка с анодом
Г/.З Исследования динамики диодной плазмы
ГУ.3.1. Зондирование фокусирующего диода лазерным излучением
IV.3.2. Определение плотности и температуры плазмы анодного факела и скорости его движения
IV.4. Обсуждение экспериментальных результатов и их сравнение с результатами численного моделирования
Глава V. Экспериментальные исследования динамики имплодирующей
плазмы при реализации схемы "лайнер-мишень"
V. 1. Постановка задачи и общая схема экспериментов
V. 1.1. Экспериментальные установки и средства диагнос-

У.2. Исследования устойчивости плазменной оболочки при ее
магнитной имплозии
У.2.1. Сжатие пластиковых лайнеров с газовой "шубой"
У.2.2. Сжатие газовых лайнеров
У.З. Экспериментальное моделирование схемы "лайнер-мишень"
V.4. Экспериментальные исследования формирования и динамики сильноточных гетерогенных Z-пинчeй
Глава VI. Исследования электромагнитных полей в плазменном размыкателе оптическими методами
VI. 1. Регистрация электрических полей в плазме ППТ по штар-
ковскому уширению линии На
VI.2. Регистрация турбулентных шумов в плазме плазменного
прерывателя тока по рассеянию лазерного излучения
Заключение
Список цитированной литературы
Список используемых сокращений
АФ - анодный факел (анодная плазма);
ВД - вакуумный рентгеновский диод;
ВУФ - вакуумное ультрафиолетовое излучение;
ГИН - генератор импульсного напряжения;
ДФЛ - двойная формирующая линия;
ИК - инфракрасное излучение;
ИТ ~ импульсный трансформатор;
КФ - катодный факел (катодная плазма);
КЭ - концентратор энергии;
ЛК ~ лазерный краситель;
МИВЛ ~ магнитоизолированная вакуумная линия;
МКП ~ микроканальная пластина;
МРИ - мягкое рентгеновское излучение;
ОКГ - оптический квантовый генератор;
ОКУ ~ оптический квантовый усилитель;
ИЛ - передающая линия;
ПИТ - плазменный прерыватель тока (плазменный размыкатель)
ППЧ - параметрическое преобразование частоты;
РИ - рентгеновское излучение;
РЭП - релятивистский электронный пучок;
УФ - ультрафиолетовое излучение;
ЭМГ - электронная магнитная гидродинамика;
ЭОК - электронно-оптическая камера;
ЭОП ~ электронно-оптический преобразователь;
УАО:Ш - лазер на алюмо-иттриевом гранате с неодимом.

выходе канала, что не приводит к насыщению МКП [31]. Об этом свидетельствуют также контрольные эксперименты. Данный режим питания МКП более удобен по сравнению с импульсным, так как небольшие изменения напряжения питания МКП приводят к существенным изменениям его усиления.
И.З. Методика зондирования сильноточного диода ИК-излучением с длиной волны 5,23 мкм.
П.3.1. Параметрическое преобразование частоты вверх и его использование для визуализации ИК-изображений.
Большой интерес представляет исследование плазмы с плотностью электронов 1016-1017 см'3 и меньше, играющей важную роль в процессах, происходящих в диодах [40,41]. Регистрация теневых фотографий или интерферограмм плазмы с такой концентрацией требует перехода в ИК-диапазон длин волн (5-10 мк). Это влечет за собой сложную задачу создания короткоимпульсного СО или С02 лазера, или не менее сложную задачу регистрации изображения в ИК-лучах с наносекундным и более коротким временным разрешением. Например, в работе [42], где описан интерферометр с подсветкой С02 лазером с энергией до 1 Дж, было достигнуто разрешение 14 не, что все-таки недостаточно для исследования таких короткоживущих объектов с высокими скоростями разлета плазмы.
В нашей работе было проведено зондирование диода ИК излучением сравнительно небольшой мощности с длительностью около 5 нс [43-45]. Визуализация изображения объекта осуществлялась с помощью ППЧ вверх [46].
В этом методе регистрации ИК сигнал (с частотой й^) смешивается в нелинейной оптической среде со вспомогательным излучением (накачкой с частотой <У1 » СО}), при этом в среде генерируется волна на суммарной или разностной частоте йу:
а> ± а>з
Это новое излучение несет в себе информацию, заложенную в частотной, временной или пространственно-угловой структуре сигнала. Оно может быть отфильтровано и зарегистрировано приемниками и анализаторами излучения видимой области спектра, которые имеют значительные преимущества в чувстви-